本實用新型涉一種稠油SAGD油井井口取樣器，具體涉及一種稠油SAGD開采的油井井口非常規(guī)取樣裝置，尤其是一種SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶。

背景技術：

蒸汽輔助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage：SAGD)技術是常規(guī)注蒸汽技術難以有效開發(fā)的特稠油及超稠油油藏的成熟開發(fā)技術，具有單井產(chǎn)量高采收率高等特點。由于其特殊的開采方式，生產(chǎn)井井底溫度略低于蒸汽腔溫度，高達220～230℃，對應井口溫度160～180℃。SAGD油井含水較高，一般為70～85％，為了防止井筒及抽油泵筒內(nèi)出現(xiàn)閃蒸影響抽油泵工作，生產(chǎn)井井口采取截止閥控制憋壓操作，壓力控制在該溫度下所對應的飽和蒸汽壓以上0.1～0.2MPa，井口油壓一般為1.0MPa～1.4MPa。SAGD井井口高溫高壓的工況決定了常規(guī)的井口出油管線取樣考克取樣困難且危險，出油管線壓力和井口油壓壓力一致為1.0MPa～1.4MPa，如果直接打開取樣考克向取樣袋或取樣桶排放產(chǎn)出液中含水立即閃蒸，樣品含水失真，同時高溫蒸汽容易傷人。

現(xiàn)有的SAGD采油技術的高溫高壓下的取樣器由油缸、活塞、齒輪組、電動機、冷卻風筒、溫度壓力傳感器、取樣管道、取樣電磁閥、單片機等組成。該取樣器工作原理是將原油抽取至密閉油缸內(nèi)關閉取樣閥門，再通過自然風冷系統(tǒng)降溫，最后再次移動活塞將油缸內(nèi)壓力降至接近大氣壓時將油樣排出，取樣過程自動完成無須人工操作，一次取樣時間為5min左右。該裝置可以實現(xiàn)SAGD井口安全取樣，每次取樣量較少為50ml左右，僅用于取化驗含水樣品。當需要大量取樣(一般用取樣桶取1Kg以上)化驗油水全分析取樣或?qū)υ臀镄赃M行取樣化驗時，上述裝置存在不適用情況，取樣時間長，單次取樣量少，無法滿足井口取樣條件。

綜上所述，現(xiàn)有技術中存在以下問題：現(xiàn)有技術采用電氣元件防閃蒸，結(jié)構(gòu)復雜、成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶，以解決現(xiàn)有技術取樣時間長，單次取樣量少，無法滿足井口取樣條件的問題。

為此，本實用新型提出一種SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶，所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶包括：換熱腔和連接所述換熱腔的集液腔；所述換熱腔和所述集液腔分隔設置；所述集液腔由側(cè)壁、底壁和頂壁圍成；

螺旋換熱管，設置在所述換熱腔中，所述螺旋換熱管設有取樣接口和出液口；

金屬取樣桶，設置在所述集液腔中，所述金屬取樣桶具有頂部開口，所述頂部開口通過管路連接所述出液口；

第一散熱板，位于所述金屬取樣桶的上方并設置在所述頂部開口的上方，并且所述第一散熱板位于所述集液腔中；

第二散熱板，設置所述金屬取樣桶的下方并且位于所述集液腔中；

冷凝水集液槽，設置在所述第二散熱板的底部；

排氣孔，設置在集液腔的側(cè)壁上并且連通到所述集液腔之外，所述排氣孔位于所述第一散熱板的上方。

進一步的，所述第一散熱板為錐形，所述金屬取樣桶為圓形桶或長方形桶。

進一步的，所述第一散熱板的半徑大于所述金屬取樣桶的半徑。

進一步的，所述第二散熱板為倒錐形，所述第二散熱板的半徑大于所述第一散熱板的半徑。

進一步的，所述集液腔上設有能打開的上蓋。

進一步的，所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶還包括：連接所述換熱腔的進水管。

進一步的，所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶還包括：連接所述換熱腔的排水管。

進一步的，所述進水管位于所述換熱腔的頂部，所述排水管位于所述換熱腔的底部。

進一步的，所述換熱腔和所述集液腔固定連接。

進一步的，去除所述螺旋換熱管的容積后，所述換熱腔的凈容積為1.5升，所述金屬取樣桶的取樣容積為1升。

本實用新型的工作原理是這樣的：取樣開始時連接取樣口和井口出油管線配套的取樣閥門，打開取樣閥門開始進液。SAGD高溫產(chǎn)出液進入換熱腔的螺旋換熱管通過和冷卻水換熱進行降溫，產(chǎn)出液換熱后由換熱腔進入到集液腔。為了保證SAGD產(chǎn)出液進入到集液腔不出現(xiàn)閃蒸或少量閃蒸，需要將產(chǎn)出液溫度降低至集液腔壓力條件下所對應的飽和溫度以下，集液腔壓力為大氣壓，所對應的飽和溫度為100℃，所以需要將產(chǎn)出液溫度降低至100℃以下。原油從出液口進入到取樣桶，由于產(chǎn)出液已經(jīng)初步降溫，因此進入到取樣桶不會出現(xiàn)大量閃蒸。在集液腔實現(xiàn)少量閃蒸汽冷凝進入到底部的冷凝水集液槽，伴生氣通過排氣口排出腔室外。

對本實用新型進行初步可行性計算，考慮到取樣量過大冷卻水升溫較高，同時取樣裝置要具有一定的便攜性，每次取樣量設計為1kg，含水為80％。換熱腔儲存冷卻水1.5kg，假設熱量完全交換，產(chǎn)出液由160℃降低到100℃所釋放的熱量全部由冷卻水吸收，即公式(1)。

Q_產(chǎn)＝Q_水 (1)

而產(chǎn)出液釋放的熱量Q_產(chǎn)是產(chǎn)出液中含水所釋放的熱量Q_W和含油所釋放的熱量Q_O之和，即公式(2)。

Q_產(chǎn)＝Q_W+Q_O (2)

Q_w＝mw×△Hw (3)

Q_O＝mo×[1.6848×(T₂—T₁)+0.00391×(T₂²—T₁²)/2] (4)

其中mw為產(chǎn)出液中含水的質(zhì)量，△Hw為產(chǎn)出液中含水溫度變化對應的熱焓值變化，mo為產(chǎn)出液中含油質(zhì)量，T₂為產(chǎn)出液初始溫度160℃，T₁為產(chǎn)出液換熱后溫度120℃，經(jīng)過計算Q_產(chǎn)為232.7kJ，該熱量全部釋放給冷卻水，冷卻水溫度可以從20℃升高至56.8℃。

本實用新型通過設置在所述換熱腔中的螺旋換熱管換熱降溫方式實現(xiàn)防閃蒸取樣操作，不存在電氣元件，換熱冷源為水，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點。換熱腔內(nèi)部充滿可更換冷卻水用于對產(chǎn)出液降溫，集液腔主要是用于樣品的收集和氣體分離。

本實用新型可以對高溫產(chǎn)出液進行防閃蒸取樣，相對于常規(guī)的高溫自動取樣器具有取樣量大、結(jié)構(gòu)簡單無電子器件、取樣速度快等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶的工作原理示意圖。

附圖標號說明：

1、換熱腔；2、集液腔；3、取樣接口；4、螺旋換熱管；5、進水管；6、排水管；7、第一散熱板；8、第二散熱板；9、冷凝水集液槽；10、排氣孔；11、金屬取樣桶；12、頂蓋螺紋扣；13、固定連接部 14出液口

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型。

如圖1所示，本實用新型的所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶用于對井口溫度160～180℃的產(chǎn)出液取樣，SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶包括：換熱腔1和連接所述換熱腔的集液腔2；所述換熱腔1和所述集液腔2分隔設置；換熱腔1設置在所述集液腔2之外；所述集液腔由側(cè)壁、底壁和頂壁圍成；

螺旋換熱管4，設置在所述螺旋換熱管1中，所述螺旋換熱管1設有取樣接口3和出液口14；

金屬取樣桶11，設置在所述集液腔2中，所述金屬取樣桶11具有頂部開口，所述頂部開口通過管路連接所述出液口；

第一散熱板7，位于所述金屬取樣桶11的上方并設置在所述頂部開口的上方，并且所述第一散熱板11位于所述集液腔2中；

第二散熱板8，設置所述金屬取樣桶11的下方并且位于所述集液腔2中；

第一散熱板7和第二散熱板8均可以為鋁合金散熱板，以提高散熱效率；

冷凝水集液槽9，設置在所述第二散熱板8的底部，用于收集冷凝水；

排氣孔10，設置在集液腔2的側(cè)壁上并且連通到所述集液腔2之外，與大氣連通；所述排氣孔10位于所述第一散熱板7的上方。

進一步的，所述第一散熱板7為錐形，第一散熱板7的錐尖在頂部，以便冷凝水向下流入集液腔2中，所述金屬取樣桶11為圓形桶或長方形桶，以便制作和取樣。

進一步的，所述第一散熱板7的半徑大于所述金屬取樣桶11的半徑，以便冷凝水能夠流在金屬取樣桶11之外，從而順利流入集液腔2中。

進一步的，所述第二散熱板8為倒錐形，錐尖在底部，所述第二散熱板8的半徑大于所述第一散熱板7的半徑，以便從第一散熱板7冷凝下來的水全部進入第二散熱板8進行再次冷卻。

進一步的，所述集液腔2上設有能打開的上蓋。例如，集液腔2的頂部的側(cè)壁是設有頂蓋螺紋扣12，以實現(xiàn)上蓋的擰緊和打開。

進一步的，所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶還包括：連接所述換熱腔1的進水管5，以使換熱腔1獲得冷卻水。

進一步的，所述SAGD油井高溫產(chǎn)出液防閃蒸取樣桶還包括：連接所述換熱腔1的排水管6，以排出換熱后的冷卻水。

進一步的，所述進水管5位于所述換熱腔1的頂部，所述排水管6位于所述換熱腔1的底部，以方便進水和排水。

進一步的，換熱腔1固定連接集液腔2，以方便攜帶和使用。

進一步的，去除所述螺旋換熱管4的容積后，所述換熱腔的凈容積為1.5升，所述金屬取樣桶的取樣容積為1升。這樣，能夠有足夠的冷卻效率，因而能夠進行大量取樣。

本實用新型工作過程如下：

SAGD高溫產(chǎn)出液從取樣接口3進入到螺旋換熱管4中，經(jīng)過和冷卻水換熱后由換熱腔1進入到集液腔2，從出液口14進入到金屬取樣桶11中，普通的塑料取樣桶無法滿足SAGD高溫產(chǎn)出液的儲存，另外選擇金屬取樣桶可以有助于散熱。產(chǎn)出液進入到取樣桶11后仍會有部分閃蒸汽，閃蒸汽上升遇到第一散熱板7后冷凝向下流動，到第二散熱板8再次冷凝聚集。由于產(chǎn)出液進入到集液腔壓力降低，從取樣桶中會散發(fā)出來部分伴生氣，伴生氣遇到鋁合金散熱板不會冷凝成水繼續(xù)上升從伴生氣排氣口10排出腔室外。取樣結(jié)束后將集液腔2底部集聚的冷凝水與取樣桶11連接，將冷凝水排至取樣桶11，保證含水量不丟失，如果單純?nèi)≡蜆?，可以不回收冷凝水?/p>

本實用新型的取樣量遠遠大于取樣袋取樣量，并且取樣速度快，操作簡單，無電氣元件，可以滿足為化驗原油物性或其它化驗分析所需要的原油取樣。

本實用新型采用水冷換熱的方式進行產(chǎn)出液降溫，冷源獲得方便且更換簡單。

本實用新型將產(chǎn)出液溫度降至飽和蒸汽壓所對應的溫度以下，防止閃蒸大量出汽傷人。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。